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制冷模拟结构参数的探究

     仿真模拟技术在制冷系统匹配设计中的应用主要有两个方面:一是在设计阶段模拟结构参数对部件性能的影响和模拟额定工况下各部件匹配在一起的系统性能;二是在匹配设计完成后模拟系统或部件在不同运行工况下的性能,提供产品性能表供选型使用。对于大部分的制冷系统,在某一稳定的运行工况下,系统中制冷剂和载冷剂的状态也是基本稳定的,所以在制冷系统匹配设计中一般采用稳态仿真技术。稳态仿真采用稳态模型,即构成模型的方程都不含时间项。除了模型之外,稳态仿真要解决的另一个关键问题是算法,即如何求解数学模型。这里的数学模型通常是一个非线性方程组,其中的方程数可以从几个到成千上万。

    算法一般可以分为两大类:顺序求解和联立求解。速冻冷库顺序求解法按一定的顺序先后求解各个部件模型。在开始求解第一个部件模型时,模型的输入状态参数值是假设的。在顺序求解过程中逐步更新假设的状态参数值,直至最终收敛。参数迭代时,多采用两分法、割线法,其优点是简单、容易控制迭代过程。联立求解法则是同时求解联系各部件模型的状态参数、甚至同时求解模型中包含的所有方程。经典的Newton-Raphson法是应用最广泛的一种非线性代数方程组求解算法。以往,顺序求解法使用较多。但随着制冷空调系统的日益复杂,为了保证通用性,联立求解法的使用越来越多,并且被越来越多的商业软件所采用。